Nghiên cứu về hiện tượng đa phôi

4. Những đóng góp mới của đề tài

1.6.4. Nghiên cứu về hiện tượng đa phôi

Đa phôi là hiện tượng sinh học của cây trồng, xét về bản chất tiến hoá của thực vật, hiện tượng tạo quả không hạt khi cho tự thụ phấn và hiện tượng đa phôi là hai quá trình sinh vật tiến hoá và duy trì nòi giống. Hiện tượng quả không có hạt khi cho tự thụ có thể giải thích là cơ thể tự bảo vệ để chống lại sự thoái hoá do giao phấn gần ở thực vật. Chính nhờ cơ chế này mà thực vật luôn tiến hoá và qua chọn lọc tự nhiên sẽ chỉ tồn tại những loài mới có khả năng thích nghi với điều kiện sống [2]. Trái lại, hiện tượng đa phôi sẽ giúp cho thực vật duy trì được nòi giống ít bị biến động qua nhiều thế hệ [24].

Bởi vì cây mọc từ hạt đa phôi chủ yếu là phát triển từ phôi vô tính mang tính bảo thủ di truyền của cây mẹ. Hạt đa phôi có nhiều loại, hạt đa phôi vô tính, hạt đa phôi hữu tính và hạt đa phôi trong đó chỉ có một phôi hữu tính còn lại và hạt đa phôi nhóm 2 (hạt đa phôi hữu tính) rất ít khi xuất hiện và không có tính chất đặc trưng cho một giống cụ thể [2], [24].

Cam quýt nói riêng và các loài cây ăn quả nói chung hiện tượng đa phôi gây trở ngại cho công tác lai tạo giống mới, là một yếu tố có ý nghĩa thực tiễn giúp tạo nên quần thể gieo hạt đồng đều phục vụ làm gốc ghép trong nhân giống vô tính ở cây ăn quả.

Hạt đa phôi ở cam quýt phụ thuộc vào các yếu tố sau [2]. - Có tính chất di truyền cho thế hệ sau;

- Số lượng phôi /1 hạt phụ thuộc vào giống, tuổi cây và điều kiện ngoại cảnh;

- Hạt đa phôi khi gieo thì tỷ lệ cây hữu tính rất thấp;

- Tỷ lệ hạt đơn phôi của giống có hạt đa phôi phụ thuộc vào từng giống và có tính chất di truyền.

Trong những điều kiện cụ thể phôi hữu tính có thể phân biệt được bằng mắt thường. Giai đoạn đầu của sự hình thành quả phần hữu tính hình thành trước, sau đó bị phôi vô tính hình thành sau lấn át và phần lớn bị chết hoặc rất yếu khi hạt vào giai đoạn chín sinh lý. Nhiều tác giả nước ngoài đã nghiên cứu khá tỷ mỉ hiện tượng đa phôi, sự phát triển của phôi hữu tính và phôi vô tính của hạt đa phôi ở cam quýt. Trên cơ sở đó xây dựng thành các phương pháp cứu phôi hữu tính trong hạt đa phôi phục vụ cho công tác chọn tạo giống, đồng thời phương pháp này có thể tạo giống mới bằng cách tạo đột biến ở phôi vô tính trong phòng thí nghiệm dựa trên cơ sở của phương pháp nuôi cấy mô tế bào, nhằm tạo ra một quần thể cây con đồng đều với số lượng lớn theo ý muốn [36]. Ở Việt Nam, hiện tượng đa phôi ở cam quýt chưa được

nghiên cứu. Việc điều tra đánh giá hạt đa phôi làm cơ sở để tạo gốc ghép đồng đều hoặc cứu phôi hữu tính trong lai tạo là điều rất cần thiết.

1.6.5. Nghiên cứu về sử dụng phân bón lá và chất điều hòa sinh trưởng

1.6.5.1. Về sử dụng phân bón lá

Phân bón lá là một dạng phân đa yếu tố, chứa các chất đa lượng, trung lượng và vi lượng, nó cung cấp một cách kịp thời dinh dưỡng cho cây trồng phát triển tốt, giúp cây nhanh chóng phục hồi sau khi trải qua các hiện tượng thời tiết bất thuận. Những loại phân chứa các nguyên tố vi lượng và chất điều hòa sinh trưởng như GA3 có tác dụng làm tăng khả năng ra hoa, đậu quả, mã quả, chất lượng và giảm số lượng hạt nếu phun vào những thời kỳ thích hợp theo (Nguyễn Ngọc Thuý, 2001 [33]).

Trong những vườn cây ăn quả có mạch nước ngầm cao, hoặc những thời kỳ khô hạn, bộ rễ hoạt động kém, do vậy bón phân vào đất hiệu quả sẽ giảm, việc bón phân qua lá là giải pháp hiệu quả để ngăn ngừa sự thiếu hụt dinh dưỡng, bổ sung dinh dưỡng kịp thời cho cây. Hiện nay, việc kết hợp giữa bón phân gốc, phun phân qua lá, phân vi lượng, chất điều hòa sinh trưởng đã mang lại hiệu quả rất cao trong sản xuất cây ăn quả nói chung và cây có múi nói riêng ở các nước Mỹ, Israel, Trung Quốc, Đài Loan, Úc, Nhật Bản,... [23]. Theo tác giả (Võ Tá Phong, 2004 [28]), các công thức phun GA3, Botrat, Bội Thu Vàng cho bưởi Phúc Trạch vào các thời điểm phát lộc, ra hoa, hoa nở rộ, cánh hoa đã thâm không có tác dụng trong việc giữ quả so với đối chứng, số quả thực thu ở các công thức chỉ từ 2 - 4 quả/cây.

Theo tác giả (Vũ Việt Hưng, 2011[23]), nhằm bổ sung cho những nghiên cứu dinh dưỡng qua lá được triển khai 4 loại phân bón lá khác nhau là Grow ba lá xanh; Yogen; Komix và kích phát tố Thiên Nông. Đây là các loại phân bón lá đang được sử dụng phổ biến cho cây ăn quả có múi. Các loại phân này có thành phần dinh dưỡng đa lượng cao, chứa các trung lượng, vi

lượng cần thiết cho cây, ngoài ra còn có một lượng nhất định chất điều tiết sinh trưởng, như IAA, GA3. Cho thấy kích thước các đợt lộc được cải thiện, điều này có ý nghĩa trong việc cải thiện bộ máy quang hợp giúp nâng cao khả năng tổng hợp chất hữu cơ [68], [69].

Cũng theo tác giả, bón phân qua lá có tác dụng trong việc cải thiện số lượng, kích thước cành lộc giúp nâng cao khả năng sinh trưởng nhưng chưa nâng cao tỷ lệ đậu quả.

- Thiếu magiê dùng Nitrat ma giê 1 kg trong 100 lít nước phun ướt lá. - Thiếu kẽm dùng 100gam sunphat kẽm pha trong 100 lít nước pha phun vào thời kỳ lộc xuân.

- Trường hợp thiếu đồng, có thể phun Boodo 1 -2 % kết hợp phòng trừ sâu bệnh, hoặc dùng Oxyclorua đồng 400g pha trong 100 lít nước.

- Ở thời kỳ sau đậu quả 1 - 2 tuần phun các chất điều hoà sinh trưởng kết hợp với các chất dinh dưỡng và vi lượng để tăng tỷ lệ đậu quả và xúc tiến nhanh quá trình lớn quả, giảm số hạt và làm đẹp mã.

1.6.5.2. GA3 (Gibberellin)

Gibberellin axít (GA) có ảnh hưởng lớn, quan trọng đối với các hoạt động sinh lý của cây. GA3 (Gibberellin) là một hợp chất vòng có hoạt tính sinh lý rất mạnh. Chất này được biết đến từ những năm đầu của thập kỷ 20, nhưng mãi đến năm 1956, Vest, Phiney và Padley mới tách được Gibberellin từ thực vật thượng đẳng và kể từ đó nó được xem như một phytohoocmon tồn tại trong cây. Hiện tại người ta đã phát hiện được trên 50 GA khác nhau, còn theo Pearce, 1994 hiện có đến trên 100 GA đã được phát hiện, trong đó GA3 là hoocmon có hoạt tính mạnh nhất và được sử dụng rộng rãi nhất. Giberellin có tác dụng nâng cao sự đậu quả của cây có múi. Tác động nâng cao sự đậu quả có ý nghĩa đã được phát hiện trong cả 2 giống nhiều hạt và không hạt (Parthenocarpic) [76].

Những giống nhiều hạt khi phun GA3 số lượng hạt đều giảm, tuy nhiên cũng phụ thuộc vào giống, ví dụ quýt Dancy khi phun GA3 thì số lượng hạt giảm nhưng giống Temple thì số lượng hạt lại vẫn giữ nguyên [6].

Nghiên cứu xử lý GA3 cho cam Xã Đoài trồng ở Khoái Châu - Hưng Yên, và bưởi Thanh Trà trồng ở Hương Trà, tỉnh Thừa Thiên Huế, kết quả cho thấy: xử lý GA3 với các nồng độ 70-100 ppm ở thời điểm cây nở hoa có tác dụng làm giảm hạt rõ rệt đối với cam Xã Đoài, trung bình chỉ còn 0-7 hạt/quả (bình thường cam Xã Đoài có từ 25-30 hạt/quả); đối với bưởi Thanh Trà xử lý GA3 kép 3 lần (trước nở hoa 5-7 ngày, nở hoa rộ và sau nở hoa 5-7 ngày) hoặc kép 2 lần (nở hoa rộ và sau nở hoa 5 - 7 ngày) với nồng độ 60-70 ppm cho hiệu quả cao nhất, số hạt chỉ còn từ 8 - 11 hạt/quả so với đối chứng 99 - 140 hạt/quả [6].

Thế giới đã có nhiều tác giả đã đề cập đến ảnh hưởng của GA3 tới đậu quả và phát triển quả của cây có múi cho rằng : GA3 ngoại sinh có tác dụng tốt trong việc tăng tỷ lệ đậu quả của những giống có kiểu gen tạo quả không hạt và kiểu gen tự bất tương hợp (Parthernoarpic và Self - Incompartible), trong điều kiện không có thụ phấn chéo [59], [93]. Vai trò sinh lý quan trọng của Gibberellin đối với cây trồng nói chung là kích thích sự giãn tế bào theo chiều dọc, kích thích sự nảy mầm của hạt và củ, ảnh hưởng đến phân hoá giới tính của các cơ quan sinh sản (ức chế sự phát triển hoa cái, kích thích sự phát triển hoa đực), kích thích sự sinh trưởng của quả [94], [95].

1.6.5.3. Auxin

Auxin có vai trò quan trọng trong quá trình sinh trưởng, phát triển của cây đặc biệt là quá trình đậu quả và sự sinh trưởng của quả. Auxin sử dụng khá rộng rãi trong sản xuất nhất là với ngành trồng cây ăn quả [44]. Sự rụng là do sự hình thành tầng rời ở cuống lá, hoa, quả. Các chất ức chế sinh trưởng thì cảm ứng sự rụng còn auxin thì kìm hãm sự rụng. Auxin có tác dụng chống lại sự rụng lá, hoa, quả vì chúng ngăn cản sự hình thành tầng rời. Sự cân bằng

giữa auxin và chất ức chế sinh trưởng có ý nghĩa quyết định trong sự điều chỉnh sự rụng lá, hoa, quả. Chính vì vậy, xử lý auxin cho cây và quả non có thể làm quả bớt rụng [44] [45]. Nghiên cứu hàm lượng auxin liên quan đến sự hình thành tầng rời đã chỉ ra rằng lá non có hàm lượng auxin cao hơn lá già, bản lá có hàm lượng auxin cao hơn ở cuống lá. Khi hàm lượng auxin cao sẽ ngăn chặn sự hình thành tầng rời. Vì vậy, nếu xử lý auxin sẽ làm tăng hàm lượng auxin trong lá có thể ngăn ngừa được sự rụng [20]. Muốn kìm hãm sự chín, cần tăng cường hàm lượng auxin trong mô quả, vì vậy việc sử dụng dung dịch auxin cho quả xanh hoặc quả sắp chín có thể kéo dài thời gian tồn tại của quả trên cây. Với quả thu hoạch trong kho có thể phun dung dịch auxin cho chúng để kéo dài được thời gian bảo quản sau thu hoạch. Điều này rất có ý nghĩa trong thời vụ quả chín cần thu hoạch đồng loạt mà khả năng vận chuyển và tiêu thụ có hạn [23].

1.6.6. Nghiên cứu về trồng xen

Khi thiết kế vườn cần phải trồng xen một số cây cho phấn nếu giống thâm canh là bất tự hoà hợp. Nói chung cây cho phấn không nên trồng cách quá xa cây cần được thụ phấn. Có thể trồng hai hàng cây cho phấn xen với 4 hàng cây cần phấn. Tỷ lệ cây cho phấn trong vườn có ý nghĩa quan trọng đối với điều tiết số lượng hạt trên quả và năng suất quả [2].

Thụ phấn trong trường hợp này là rất cần thiết vì thụ phấn nhờ gió thường kém hiệu quả. Côn trùng thụ phấn tốt nhất là ong mật. Mỗi 1 ha cam nên có 4 tổ ong mật ở các góc vườn. Không nên dùng thuốc trừ sâu khi hoa nở rộ và có ong thụ phấn trên vườn.

Việc chọn giống cho phấn là rất quan trọng vừa đảm bảo năng suất cao vừa, vừa đảm bảo chất lượng tốt, ít hạt. Giống cho phấn và nhận phải có giai đoạn nở [2].

Kết quả kiểm tra thực tiễn cho thấy có khoảng 95% vườn bưởi Năm Roi được trồng xen với các loại cây cam quýt khác đều xuất hiện hạt [10], [11].

1.7. Tóm tắt tổng quan tài liệu trong mối quan hệ với nội dung đề tài

- Cam quýt là cây ăn quả lâu năm có quá trình sinh trưởng, ra hoa kết quả chịu ảnh hưởng nhiều của các yếu tố nội tại (di truyền), các yếu tố sinh thái và các yếu tố về kỹ thuật canh tác. Đặc điểm sinh vật học tuỳ thuộc mỗi giống, tuổi cây, điều kiện sinh sống, hình thức nhân giống… Điều đó cần tiến hành nghiên cứu đặc điểm sinh học riêng của từng dòng/giống để đề xuất các biện pháp kỹ thuật phù hợp.

- Các giống trồng phổ biến trong sản xuất ở nước ta (cam Sành, cam Vân du, cam Sông con, cam Xã Đoài, Bưởi…) hầu hết là giống nhiều hạt, chất lượng dùng trong ăn tươi và chế biến còn thấp. Đòi hỏi tạo giống không hạt năng suất chất lượng cao. Tuy nhiên, ở một số báo cáo, bài báo và kết luận của một số tác giả cho thấy rằng ở một số cây có múi nếu quả không có hạt thì tỷ lệ đậu quả có thể thấp.

- Việc tìm hiểu và nghiên cứu cơ chế tạo quả không hạt có ý nghĩa đối với sản xuất quả chất lượng cao ở cây cam, quýt, bưởi, chanh.

- Sử dụng nguồn hạt phấn khác nhau nhằm tạo quả không hạt. Đồng thời tăng năng suất bằng biện pháp thụ phấn bổ sung là cần thiết cho cây có múi nói chung và cây bưởi nói riêng. Thụ phấn bổ sung có vai trò tích cực trong việc nâng cao tỷ lệ đậu quả, cải thiện kích thước quả, mức độ tác động phụ thuộc vào từng đối tượng và từng vùng sinh thái cụ thể.

- Trên cơ sở đó tiến hành nghiên cứu các biện pháp kỹ thuật phun chất điều hòa sinh trưởng như GA3, phân bón lá có tác dụng làm tăng năng suất, chất lượng quả, giảm số lượng hạt nếu phun vào những thời kỳ thích hợp. Tuy nhiên, có những kết luận về sự ảnh hưởng của chúng tới năng suất, phẩm chất quả khác nhau.

- Qua nghiên cứu các kiểu thụ phấn để khuyến cáo v iệc trồng xen một số lượng cây cho phấn trong quần thể các giống bất dục đực, bất tự hoà hợp là rất cần thiết để tăng năng suất quả.

Chƣơng 2

VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Địa điểm và vật liệu, phạm vi nghiên cứu

2.1.1. Địa điểm nghiên cứu

Đề tài được nghiên cứu tại vườn tập đoàn ở Phú Lương - Thái Nguyên.

2.1.2. Vật liệu nghiên cứu

Nghiên cứu trên 19 dòng/giống cây có múi (bưởi, cam, quýt) trong nguồn vật liệu chọn tạo giống gồm các giống đặc sản của Việt Nam là bưởi Phúc Trạch, bưởi Da Xanh, bưởi Năm Roi, bưởi Đỏ, cam Xã Đoài, cam Tuyên Quang, quýt Đường Canh, quýt Bắc Kạn và 11 dòng (bưởi, cam) do Khoa Công nghệ sinh học và Công nghệ Thực phẩm, Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên lai tạo, cây đã trồng được 5 - 6 năm và đã ra quả ổn định (Bảng 2.1).

Các biện pháp kỹ thuật như bón phân, phòng trừ sâu bệnh, phòng trừ cỏ dại được tiến hành đồng đều trên vườn thí nghiệm.

Bảng 2.1. Đặc điểm nguồn vật liệu nghiên cứu

TT Dòng/ Giống

Thí nghiệm

Dòng/

giống Loại Nguồn gốc

1 Phúc Trạch Giống Bưởi Giống đặc sản địa phương 2 Da Xanh Giống Bưởi Giống đặc sản địa phương 3 Năm Roi Giống Bưởi Giống đặc sản địa phương

4 Bưởi Đỏ Giống Bưởi Giống địa phương

5 2X-B Dòng Bưởi Dòng con lai

6 TN3 Dòng Bưởi Dòng con lai

7 TN4 Dòng Bưởi Dòng con lai

8 TN5 Dòng Bưởi Dòng con lai

9 TN15 Dòng Bưởi Dòng con lai

10 XB130 Dòng Bưởi Dòng con lai

11 TN1 Dòng Cam Dòng con lai

12 TN6 Dòng Cam Dòng con lai

13 TN12 Dòng Cam Dòng con lai

14 TN13 Dòng Cam Dòng con lai

15 XB - 6 Dòng Cam Dòng con lai

16 Cam Xã Đoài Giống Cam Giống địa phương 17 Cam Sành Tuyên Quang Giống Quýt Giống địa phương 18 Quýt Đường Canh Giống Quýt Giống địa phương 19 Quýt Bắc Kạn Giống Quýt Giống địa phương

2.1.3. Phạm vi nghiên cứu

Đề tài nghiên cứu: thực hiện năm 2011, 2012

Trong quá trình thực hiện đ ề tài tác còn sử dụng một số loại vật tư, phân bón, thuốc bảo vệ thực vật đang được sử dụng phổ biến trong sản xuất, như: phân chuồng hoai mục, NPK, bón phân vùi sâu, làm cỏ, tưới nước, ngoài các biện pháp chăm sóc đồng đều trên toàn nền thí nghiệm.

Các vật liệu dùng trong nghiên cứu gồm:

- Các vật liệu khác dùng trong nghiên cứu gồm: Gibberellin (GA3) dạng nguyên chất của hãng Fermentate (Đức) sản xuất, là chất điều hòa sinh trưởng có công thức hóa học là C13H22O6, có hoạt tính mạnh trong 103 gibberellin

Phương pháp nghiên cứu đặc điểm nông học